① 合金所具有的廣泛用途
(1) 鐵合金一般用作:
①脫氧劑。在煉鋼過程中脫除鋼水中的氧,某些鐵合金還可脫除鋼中的其他雜質如硫、氮等。
②合金添加劑。按鋼種成分要求,添加合金元素到鋼內以改善鋼的性能。
③孕育劑。在鑄鐵澆鑄前加進鐵水中,改善鑄件的結晶組織。此外,還用作以金屬熱還原法生產其他鐵合金和有色金屬的還原劑;有色合金的合金添加劑;還少量用於化學工業和其他工業。
(2)鉛合金 lead alloys 按照性能和用途,鉛合金可分為耐蝕合金、電池合金、焊料合金、印刷合金、軸承合金和模具合金等。鉛合金主要用於化工防蝕、射線防護,製作電池板和電纜套。 鉛合金錶面在腐蝕過程中產生氧化物、硫化物或其他復鹽化合物覆膜,有阻止氧化、硫化、溶解或揮發等作用,所以在空氣、硫酸、淡水和海水中都有很好的耐蝕性。鉛合金如含有不固溶於鉛或形成第二相的鉍、鎂、鋅等雜質,則耐蝕性會降低;加入碲、硒可消除雜質鉍對耐蝕性的有害影響。在含鉍的鉛合金中加入銻和碲,可細化晶粒組織,增加強度,抑制鉍的有害作用,改善耐蝕性。
鉛合金熔點低(在327 ℃以下)、流動性好,凝固收縮率小,熔損少,重熔時成分變化小,可鑄造形狀復雜、輪廓清晰的器件,廣泛應用於鑄造鉛字和製作模型等。鉛錫銻合金用於印刷工業上已有五百多年的歷史。製作模型和鑄字用的鉛合金,所含的銻起提高硬度和強度、降低凝固收縮率的作用;所含的錫起提高流動性和輪廓清晰度的作用。利用熔點低的鉛合金作模型材料,製作工藝簡便,且有一定的使用壽命,對產品更改及模型翻新非常便利。 鉛合金的變形抗力小,鑄錠不需加熱即可用軋制、擠壓等工藝製成板材、帶材、管材、棒材和線材,且不需中間退火處理。鉛合金的抗拉強度為3~7 kgf/mm2,比大多數其他金屬合金低得多。銻是用於強化基體的重要元素之一,僅部分固溶於鉛,既可用於固溶強化,又能用於時效強化;但如果含量過高,會使鉛合金的韌性和耐蝕性變壞。從綜合性能考慮,鉛合金用於製作化工設備、管道等耐蝕構件時,以含銻6%左右為宜;用於製作連接構件時,以含銻8%~10%為好。鉛銻合金加入少量的銅、砷、銀、鈣、碲等,可增加強度,稱為硬鉛。 由於鉛合金的剪切、蠕變強度低,在一定的載荷和滾動切變作用下,鉛合金易於變形並減薄成為箔狀;且鉛合金的自潤性、磨合性和減震性好,雜訊小,因而是良好的軸承合金。鉛基軸承合金和錫基軸承合金統稱為巴氏合金,可製作高載荷的機車軸承。含砷高達2.5%~3%的鉛合金,適於製作高載荷、高轉速、抗溫升的重型機器軸承。 鉛合金具有不易被X和γ射線穿透的特性,可作放射性工作的防護材料。 鉛合金的煙塵有毒,熔鑄時要有良好的防護措施。
(3)銅合金(copper alloy )常用的銅合金分為黃銅、青銅、白銅3大類。
黃銅以鋅作主要添加元素的銅合金,具有美觀的黃色,統稱黃銅。銅鋅二元合金稱普通黃銅或稱簡單黃銅。三元以上的黃銅稱特殊黃銅或稱復雜黃銅。含鋅低於36%的黃銅合金由固溶體組成,具有良好的冷加工性能,如含鋅30%的黃銅常用來製作彈殼,俗稱彈殼黃銅或七三黃銅。含鋅在36~42%之間的黃銅合金由和固溶體組成,其中最常用的是含鋅40%的六四黃銅。為了改善普通黃銅的性能,常添加其他元素,如鋁、鎳、錳、錫、硅、鉛等。鋁能提高黃銅的強度、硬度和耐蝕性,但使塑性降低,適合作海輪冷凝管及其他耐蝕零件。錫能提高黃銅的強度和對海水的耐腐性,故稱海軍黃銅,用作船舶熱工設備和螺旋槳等。鉛能改善黃銅的切削性能;這種易切削黃銅常用作鍾表零件。黃銅鑄件常用來製作閥門和管道配件等。
青銅原指銅錫合金,後除黃銅、白銅以外的銅合金均稱青銅,並常在青銅名字前冠以第一主要添加元素的名。錫青銅的鑄造性能、減摩性能好和機械性能好,適合於製造軸承、蝸輪、齒輪等。鉛青銅是現代發動機和磨床廣泛使用的軸承材料。鋁青銅強度高,耐磨性和耐蝕性好,用於鑄造高載荷的齒輪、軸套、船用螺旋槳等。鈹青銅和磷青銅的彈性極限高,導電性好,適於製造精密彈簧和電接觸元件,鈹青銅還用來製造煤礦、油庫等使用的無火花工具。
白銅以鎳為主要添加元素的銅合金。銅鎳二元合金稱普通白銅;加有錳、鐵、鋅、鋁等元素的白銅合金稱復雜白銅。工業用白銅分為結構白銅和電工白銅兩大類。結構白銅的特點是機械性能和耐蝕性好,色澤美觀。這種白銅廣泛用於製造精密機械、化工機械和船舶構件。電工白銅一般有良好的熱電性能。錳銅、康銅、考銅是含錳量不同的錳白銅,是製造精密電工儀器、變阻器、精密電阻、應變片、熱電偶等用的材料。
② 高溫合金有什麼主要應用領域
高溫合金主要牌號:
固溶強化型鐵基合金:
GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140
時效硬化性鐵基合金:
GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696
固溶強化型鎳基合金:
GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600

時效硬化型鎳基合金:
GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169、GH4145、GH4090
國外的高溫合金叫包含inconel系列 incoloy系列 Hastelloy系列
成分和性能
鎳基合金是高溫合金中應用最廣、高溫強度最高的一類合金。其主要原因,一是鎳基合金中可以溶解較多合金元素,且能保持較好的組織穩定性;二是可以形成共格有序的 A3B型金屬間化合物γ'[Ni3(Al,Ti)]相作為強化相,使合金得到有效的強化,獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強度;三是含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗yang化和抗燃氣腐蝕能力。鎳基合金含有十多種元素,其中Cr主要起抗yang化和抗腐蝕作用,其他元素主要起強化作用。根據它們的強化作用方式可分為:固溶強化元素,如鎢、鉬、鈷、鉻和釩等;沉澱強化元素,如鋁、鈦、鈮和鉭;晶界強化元素,如硼、鋯、鎂和稀土元素等。
③ 記憶合金的應用
形狀記憶合金由於具有許多優異的性能,因而廣泛應用於航空航天、機械電子、生物醫療、橋梁建築、汽車工業及日常生活等多個領域。
1、航空航天工業:形狀記憶合金已應用到航空和太空裝置。如用在軍用飛機的液壓系統中的低溫配合連接件,歐洲和美國正在研製用於直升飛機的智能水平旋翼中的形狀記憶合金材料。
2、機械電子產品:1970 年美國用形狀記憶合金製作 F-14 戰鬥上的低溫配合連接器,隨後有數以百萬以上的連件的應用。
3、生物醫療:用於醫學領域的 TiNi 形狀記憶合金,除了利用其形狀記憶效應或超彈性外,還應滿足化學和生物學等方面的要求,即良好的生物相容性。
4、建築結構:利用形狀記憶合金的偽彈性性能和動阻尼特性,形狀記憶合金被用於被動控制結構受地震影響,起到抗震的作用。應運於結構振動的主動阻尼控制等。

(3)合金在機械設計中有哪些應用擴展閱讀:
記憶合金日常生活作用:
1、防燙傷閥 在家庭生活中,已開發的形狀記憶閥可用來防止洗滌槽中、浴盆和浴室的熱水意外燙傷;這些閥門也可用於旅館和其他適宜的地方。
如果水龍頭流出的水溫達到可能燙傷人的溫度(大約 48℃)時,形狀記憶合金驅動閥門關閉,直到水溫降到安全溫度,閥門才重新打開。
2、眼鏡框架 在眼鏡框架的鼻樑和耳部裝配 TiNi 合金可使人感到舒適並抗磨損,由於 TiNi 合金所具有的柔韌性已使它們廣泛用於改變眼鏡時尚界。
用超彈性 TiNi 合金絲做眼鏡框架,即使鏡片熱膨脹,該形狀記憶合金絲也能靠超彈性的恆定力夾牢鏡片。這些超彈性合金製造的眼鏡框架的變形能力很大,而普通的眼鏡框則不能做到。
3、行動電話天線和火災檢查閥門 使用超彈性TiNi金屬絲做蜂窩狀電話天線是形狀記憶合金的另一個應用。過去使用不銹鋼天線,由於彎曲常常出現損壞問題。使用TiNi形狀記憶合金絲行動電話天線,具有高抗破壞性受到人們普遍歡迎。
因此常用來製作蜂窩狀電話天線和火災檢查閥門。火災中,當局部地方升溫時閥門會自動關閉,防止了危險氣體進入。
這種特殊結構設計的優點是,它具有檢查閥門的操作,然後又能復位到安全狀態;這種火災檢查閥門在半導體製造業中得到使用,在半導體製造的擴散過程中使用了有毒的氣體;這種火災檢查閥也可在化學和石油工廠應用。
④ 機械設計常用的材料有哪些
機械設計離不開金屬材料,選擇合適的材料,即可以滿足使用需要,又可以節約成本。
選擇材料要看設計項目,根據使用要求確定。比如設計一台減速器,如下圖,不同的零部件,選擇不同的金屬材料。

減速箱內部零部件
螺釘螺帽連接件,採用優質碳素結構25#~35#鋼。(當然,對於普通連接的螺釘螺帽墊圈,要求不高,受力不大的,可以使用普通碳素結構鋼Q235。比如,油盆,帶傳動防護罩,油壺等)。傳動軸、齒輪這樣重要的零件,一般都使用45#鋼即可。只有在載荷比較大,強度要求高時,才使用優質合金結構鋼,例如:40Cr代替45#,區別在於合金結構鋼淬透性好於優質碳素結構鋼。
從上面的例子可以看到,機械設計中常用的金屬材料是:
1.普通碳素結構鋼,使用鋼板或者棒料,製作不太重要的零件,常用Q235。
2.優質碳素結構鋼,最常用的是45#鋼。軸、齒輪、凸輪都可以使用它。
3.如果是彈簧採用錳鋼65Mn,60SiMn。
4.優質合金結構鋼常用40Cr。或者滲碳鋼20CrMNTi。
5.一般箱體,端蓋、機座,導軌,皮帶輪都採用灰口鑄鐵。
6.有時候軸套採用有色金屬製作,比如,黃銅套。蝸輪採用青銅製作。
另外,設計工具和刀具,才會使用碳素工具鋼,合金工具鋼。
⑤ 合金的用途是應用了合金的哪些性質
工業用途由於黃金具有許多獨一無二的完美特性,因此在許多行業中有著獨特用途.例如,它有著極高的抗腐蝕性;有良好的導電性和導熱性;金的原子核具有較大的捕獲中子的有效截面,對紅外線的反射能力接近 100%;在金的合金中具有各種觸媒性質;有良好的工藝性,極易加工成超薄金箔、微米金絲和金粉;金很容易鍍到其它金屬和陶器及玻璃的表面上;在一定壓力下金容易被熔焊和鍛焊;金可製成超導體與有機金等.具體而言,黃金的工業用途有以下幾種: a. 儀器儀表製造業科學技術的發展使人們對各種儀器儀表的要求越來越高,黃金在各種精密自動化儀器上的應用也越來越廣泛.工業用測量及控制設備上廣泛使用以脈沖變線位移和角位移的繞線,電位計佔有重要位置,而電位質量是測量控制系統工作精度的決定性因素.這類設備往往需要在各種工業環境的不同溫度下長期工作,因此金或其合金就成為了精密電位計的關鍵材料. 在測試技術中應用的精密電位計的某些部分材料有很高的比電阻,以及小到接近於零的電阻溫度系數,以致電阻在工作時是常數 (保持常數的難度非常大).金—鈀—鉻合金、金—鈀—錳合金、金—鈀—釩合金、金—鈀—鐵合金除能滿足上述要求外,在加工的機械性能、熱穩定性等各方面都達到了較好的水平. 工業上測量溫度常採用熱電偶和電阻溫度計.熱電偶是由兩種不同成份的金屬絲組成,由於測量點的冷端間的溫度差引起能用毫伏計測量出的熱電勢,是基於溫度的熱電勢的變化來測量溫度的,因此對材料的熱穩性要求非常嚴格. b. 電子工業可以說現代各項科學技術的發展都離不開電子工業,如電子信息、航空航天、儀器儀表、計算機、收音機、電視機、集成電路等都是電子工業飛躍發展的結果,而電子工業與黃金及其它貴金屬的應用是密不可分的.電子元件所要求的穩定性、導電性、韌性、延展性等,黃金及其合金幾乎都能達到.因此,黃金在電子工業上的用量佔到了整個工業用金的70%左右,並且用量在逐年增長. c. 宇航工業金在宇航工業中的應用也在不斷的發展和開拓中,其速度之快令人驚訝.金以它的抗腐性、抗熱性,優良的導熱、導電性.以及獨特的化學性質在航空航天領域中佔有著重要地位.金在宇航工業中的應用量大、范圍廣.從航天器、運載工具的製造到系統控制等,都離不開信息、測量、遙感、定位、計算機、攝影、儀表等各方面的器材,而其中成千上萬的電子元件、儀表、特殊材料都離不開金.例如,各種航天儀表上鍍金是為了防止太陽輻射. d. 潤滑材料近幾十年來,摩擦學的研究重點發生了明顯轉變,即從潤滑和潤滑系統轉向材料科學和技術 (包括表面工程)的研究.隨著現代工業技術的發展,特別是航天工業空間技術的發展,許多工況條件已經超出了潤滑脂的使用極限.人們因此不得不去尋找新的潤滑材料以適應更為復雜的工作環境,並為機械設備實現大型化、微型化、高速、重載和自動控制等創造有利條件. 包括中國在內的許多國家從上世紀五十年代就開始研究固體潤滑材料,而金及其合金在固體潤滑材科中佔有著重要地位.固體潤滑是用固體微粉、薄膜或復合材料代替潤滑油脂,隔離相對運動的摩擦面以達到減摩和耐磨的目的.隨著現代科學技術的進步,為解決高負荷、高真空、高低溫、強輻射和強腐蝕等特殊工況下的機械潤滑,固體潤滑材料已從單一的微粉、黏結膜或單元的整體材料發展成為由多構成分組成的復合材料. 摩擦材料理論表明,表面能可以影響材料的表面流動壓力.軟金屬黏著在基材表面上,只要有零點幾個微米厚的膜就能起到潤滑作用.當與對偶材料發生摩擦時,軟金屬膜便向對偶材料表面轉移,形成轉移膜使摩擦發生在軟金屬與轉移膜之間.這種現象的原理是軟金屬的剪切強度低,而軟金屬與基材間的黏著度又大於軟金屬的極限剪切強度.金、銀、鋅等軟金屬的潤滑作用就屬於這種機理,而其中金是最佳的固體潤滑軟金屬材料. e. 化學工業核化工和化學工業使用金的合金製作特種管、板、線等材料,以達到防腐蝕、防輻射、耐高溫等要求.金—鉑合金以其高耐蝕性和高強度而用於製作生產人造纖維的噴絲頭;含3%鈀的金合金以及含鈀20%的金合金用在捕收鉑的催化劑的生產上.一般認為,金是所有金屬中活性最低的催化劑.金的催化活性低,是由d亞層電子全充滿決定的.因此,金不能化學吸附小分子,也不能作催化劑.過去人們認為金及金的化合物催化作用的領域里是最沒用的.但現在經過對金的研究、已經大大地改變了這一看法.研究結果表明,用附著在氧化鋁或氧化硅載體上的高分散微粒金可對有機化學加氫的作用起到最好的催化作用,其機理是金的微粒在某些載體上金晶體變得電子不足,其性質與周期表中較前的元素相似;高分散的金微粒具有鉑族元素的性質.研究證朋.在超真空下製得的金膜能有特殊的催化作用,並能使氫和氘交換.金還是碳氫化合物異構化與裂解化的催化劑,某些氧參與的反應用金也可以催化.如氧化丙烯成丙烯氫化物、氧化甲醇成甲醛系.另外,金也可以改善其它金屬的催化性能.通常金能減緩催化,但能提高催化反應的專屬性.如將金加到鉑或銥催化劑表面上,可增強其選擇性,催化異丁烷的異構化,這時能降低氫解反應進行. f. 光學應用金在光學方面有著獨特性質.金能夠吸收X射線,而含有其它元素的金合金能改變與波長有關的光學性質.光亮鍍金作為航天器的穩控鍍層,對於控制航天器內部儀器、部件的溫度起著重要作用.這主要是因為金對宇宙間的紅外線具有良好的散射和反射性,能夠保護宇航員及設備不受宇宙射線的損害. 由於金能夠改變金合金的波長,所以可改變各種金屬元素的顏色.利用金的這一特性,通過某種塗層就能夠達到光學的特殊要求.例如,用金來對某種玻璃做金屬處理 (鍍有0.13微米薄膜)所製造出的特種玻璃,可在炎熱的夏季里將紅外線反射回去,使室內保持涼爽.這種薄膜在反射光中呈褐色,而在入射光線中呈天藍色.如果使電流通過這種玻璃,玻璃便會獲得透明不污的性能.用金作成熒光粉 (ZnS:Cu+Zn;Au、AI)用於彩色顯象管綠基色顯示.這種粉末為淡黃綠色,在陰極射線或365nm紫外線激發下發黃綠色光. g. 醫學應用金在醫學上的應用可追溯到古代,人們一直認為服用金可以醫治百病.公元13世紀,當時人們服用的「金飲料」被稱為萬能葯.中國民間也有用金箔為小兒壓驚的治療方法;金還被廣泛用作鑲牙的材料. 金的一價巰基化合物 (金諾芬)主要用於治療風濕性關節炎.硫代蘋果酸金(J)「金葯」在正常處治過程的治療濃度范圍內,對根治文原體(Mycoplanma)和利斯曼原蟲病引起的病變有抗菌治療效果. 金的放射性同位素在放射療法中被廣泛應用.金能以顆粒形式或膠體形式被放在照射區中.膠體金(198Au)用於放射治療胸膜或腹膜的滲出物和膀胱癌,即用在需要不溶性放射葯物均勻照射不規則的表面時;膠體金也被用於各種診斷目的,例如骨髓掃描或肝臟與肺臟造影,即將膠體金裝滿要研究的器官後,再用閃爍照相法進行觀察;金箔用於燒傷皮膚的治療;金蒸汽激光用於胃癌、肺癌的治療. 在以人類健康為目的的醫學生物研究中,金與其它貴金屬元素因具有良好的化學穩定性、生物兼容性和力學性能,成為重要的人造器官材料和外科移植材料.用金及其它貴金屬製造的微探針探索神經系統的奧秘已取得顯著效果.如神經修復、心臟起搏器等都使用了金和貴金屬以及它們的合金材料.
⑥ 硬質合金有哪些應用
你好。
硬質合金主要應用在金屬加工的刀具、刃具和地質鑽探、盾構施工的鑽頭和刀具中。製造切削工具、刀具、鈷具和耐磨零部件,廣泛應用於軍工、航天航空、機械加工、冶金、石油鑽井、礦山工具、電子通訊、建築等領域。
硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝製成的一種合金材料。
硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能,特別是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的溫度下也基本保持不變,在1000℃時仍有很高的硬度。
硬質合金廣泛用作刀具材料,如車刀、銑刀、刨刀、鑽頭、鏜刀等,用於切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材,也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。可用來製作鑿岩工具、採掘工具、鑽探工具、測量量具、耐磨零件、金屬磨具、汽缸襯里、精密軸承、噴嘴、五金模具(如拉絲模具、螺栓模具、螺母模具、以及各種緊固件模具,硬質合金的優良性能逐步替代了以前的鋼鐵模具)。
硬質合金主要有YT、YN、YW、YG系列,根據性能的不同應用到不同的領域。
⑦ 銅合金都有哪些應用領域
銅合金應用:
一、電氣工業
1、電力輸送
力輸送中需要大量消耗高導電性的銅,主要用於動力電線電纜、匯流排、變壓器、開關、接插元件和聯接器等。
在電線電纜的輸電過程中,由於電阻發熱而白白浪費電能。從節能和經濟的角度考慮,目前世界上正在推廣""最佳電纜截面""標准。過去流行的標准,單純地從降低一次安裝投資的角度出發,為了盡量減小電纜截面,以在設計要求的額定電流下,不至出現危險過熱,來確定電纜的最低允許尺寸。按這種標准鋪設的電纜,雖然安裝費低了;但是在長期使用過程中,電阻能耗卻比較大。""最佳電纜截面""標准,則兼顧一次安裝費用和電能消耗這兩個因素,適當放大電纜尺寸,以達到節能和最佳綜合經濟效益的目的。按照新的標准,電纜截面往往要比老標准加大一倍以上,可以獲得50%左右的節能效果。
我國在過去一段時間內,由於鋼供不應求,考慮到鋁的比重只有銅的30%,在希望減輕重量的架空高壓輸電線路中曾採取以鋁代銅的措施。地下電纜。在這種情況下,鋁與銅相比,存在導電性差和電纜尺寸較大的缺點,而相形見絀。
同樣的原因,以節能高效的銅繞組變壓器,取代舊的鋁繞組變壓器,也是明智的選擇。
2、電機製造
在電機製造中,廣泛使用高導電和高強度的銅合金。主要用銅部位是定子、轉子和軸頭等。在大型電機中,繞組要用水或氫氣冷卻,稱為雙水內冷或氫氣冷卻電機,這就需要大長度的中空導線。
電機是使用電能的大戶,約佔全部電能供應的60%。一台電機運轉累計電費很高,一般在最初工作500小時內就達到電機本易的成本,一年內相當於成本的4~16倍,在整個工作壽命期間可以達到成本的200倍。電機效率的少量提高,不但可以節能;而且可以獲得顯著的經濟效益。開發和應用高效電機,是當前世界上的一個熱門課題。由於電機內部的能量消耗,主要來源於繞組的電阻損耗;因此,增大銅線截面是發展高效電機的一個關鍵措施。和率先開發出來的一些高效電機與傳統電機相比,銅繞組的使用量增加25~100%。美國能源部正在資助一個開發項目,擬採用鑄入銅的技術生產電機轉子。
3、通訊電纜
80年代以來,由於光纖電纜載流容量大等優點,在通訊干線上不斷取代銅電纜,而迅速推廣應用。但是,把電能轉化為光能,以及輸入用戶的線路仍需使用大量的銅。隨著通訊事業的發展,人們對通訊的依賴越來越大,對光纖電纜和銅電線的需求都會不斷增加。
4、住宅電氣線路
隨著我國人民生活水平提高,家電迅速普及,住宅用電負荷增長很快。1987年居民用電量為269.6億度(l度=1千瓦?小時),10後年的1996年猛升到1131億度,增加3.2倍。盡管如此,與發達國家相比仍有很大差距。例如,1995年美國的人均用電量是我國的14.6倍,日本是我國的8.6倍。我國居民用電量今後仍有很大發展。預計從1996年到2005年,還要增長l.4倍。
5、電子工業
電子工業是新興產業,在它蒸蒸日上的發展過程中,不斷開發出鋼的新產品和新的應用領域。它的應用己從電真空器件和印刷電路,發展到微電子和半導體集成電路中。
6、電真空器件
電真空器件主要是高頻和超高頻發射管、波導管、磁控管等,它們需要高純度無氧銅和彌散強化無氧銅。
7、印刷電路
銅印刷電路,是把銅箔作為表面,粘貼在作為支撐的塑料板上;用照相的辦法把電路布線圖印製在銅版上;通過浸蝕把多餘的部分去掉而留下相互連接的電路。然後,在印刷線路板上與外部的連接處沖孔,把分立元件的接頭或其它部分的終端插入,焊接在這個口路上,這樣一個完整的線路便組裝完成了。如果採用浸鍍法,所有接頭的焊接可以一次完成。這樣,對於那些需要精細布置電路的場合,如無線電、電視機,計算機等,採用印刷電路可以節省大量布線和固定迴路的勞動;因而得到廣泛應用,需要消費大量的銅箔。此外,在電路的連接中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釺焊材料。
8、集成電路
微電子技術的核心是集成電路。集成電路是指以半導體晶體材料為基片(晶元),採用專門的工藝技術將組成電路的元器件和互連線集成在基片內部、表面或基片之上的微小型化電路。這種微電路在結構上比最緊湊的分立元件電路在尺寸和重量上小成千上萬倍。它的出現引起了計算機的巨大變革,成為現代信息技術的基礎。己開發出的超大規模集成電路,在比小姆指甲還小的單個晶元面積上,能做出的晶體管數目,己達十萬甚至百萬以上。國際著名的計算機公司IBM(國際商業機器公司),己採用銅代替硅晶元中的鋁作互連線,取得了突破性進展。這種用銅的新型微晶元,可以獲得30%的效能增益,電路的線尺寸可以減小到0.12微米,可使在單個晶元上集成的晶體管數目達到200萬個。這就為古老的金屬銅,在半導體集成電路這個最新技術領域中的應用,開創了新局面。
9、引線框架
為了保護集成電路或混合電路的正常工作,需要對它進行封裝;並在封裝時,把電路中大量的接頭從密封體內引出來。這些引線要求有一定的強度,構成該集成封裝電路的支承骨架,稱為引線框架。實際生產中,為了高速大批量生產,引線框架通常在一條金屬帶上按特定的排列方式連續沖壓而成。框架材料占集成電路總成本的1/3~l/4,而且用量很大;因此,必須要有低的成本。
銅合金價格低廉,有高的強度、導電性和導熱性,加工性能、針焊性和耐蝕性優良,通過合金化能在很大范圍內控制其性能,能夠較好地滿足引線框架的性能要求,己成為引線框架的一個重要材料。它是目前銅在微電子器件中用量最多的一種材料。
二、交通工業
1、船舶
由於良好的耐海水腐蝕性能,許多銅合金,如:鋁青銅、錳青銅、鋁黃銅、炮銅(錫鋅青銅)、白鋼以及鎳銅合金(蒙乃爾合金)己成為造船的標准材料。一般在軍艦和商船的自重中,銅和銅合金佔2~3%。
軍艦和大部分大型商船的螺旋漿都用鋁青銅或黃銅製造。大船的螺旋漿每支重20~25噸。伊麗莎白皇後號和瑪麗皇後號航母的螺旋漿每支重達35噸。大船沉重的尾軸常用""海軍上將""炮銅,舵和螺旋漿的錐形螺栓也用同樣材料。引擎和鍋爐房內也大量用鋼和銅合金。世界上第一艘核動力商船,使用了30噸白銅冷凝管。用鋁黃銅管作油罐的大型加熱線圈,在10萬噸級的船上就有12個這種儲油罐,相應的加熱系統規模相當大。船上的電氣設備也很復雜,發動機、電動機、通訊系統等幾乎完全依靠銅和銅合金來工作。大小船隻的船艙內經常用鋼和銅合金來裝飾。甚至木製小船,也最好用鋼合金(通常是硅青銅)的螺絲和釘子來固定木結構,這種螺絲可以用滾軋大量生產出來。
為了防止船殼被海生物污損影響航行,經常採用包覆銅加以保護;或用刷含銅油漆的辦法來解決。
二次世界大戰中,為御防德國磁性水雷對艦船的襲擊,曾發展了抗磁性水雷裝置,在鋼船殼周圍附一圈銅帶,通上電流以中和船的磁場,這樣就可以不引爆水雷。從1944年以後,盟軍的所有船隻,共計約18,000艘,都裝上了這種去磁裝置而得到了保護。一些大型主力艦為此需用大量的銅,例如其中一艘用去銅線長28英里,重約30噸。
2、汽車
汽車用銅每輛10~2I公斤,隨汽車類型和大小而異,對於小轎車約占自重的6~9%%。銅和銅合金主要用於散熱器、制動系統管路、液壓裝置、齒輪、軸承、剎車摩擦片、配電和電力系統、墊圈以及各種接頭、配件和飾件等。其中用鋼量比較大的是散熱器。現代的管帶式散熱器,用黃銅帶焊接成散熱器管子,用薄的銅帶折曲成散熱片。
為了進一步提高銅散熱器的性能,增強它對鋁散熱器的競爭力,作了許多改進。在材質方面,向銅中添加微量元素,以達到在不損失導熱性的前提下,提高其強度和軟化點,從而減薄帶材的厚度,節省用鋼量;在製造工藝方面,採用高頻或激光焊接銅管,並用鋼釺焊代替易受鉛污染的軟焊組裝散熱器芯體。這些努力的結果示於表6.2,與釺焊鋁散熱器相比,在相同的散熱條件下,即在相同的空氣和冷卻劑的壓力降下,新型銅散熱器的重量更輕,尺寸顯著縮小;再加上鋼的耐蝕性好、使用壽命長,銅散熱器的優勢就更明顯。此外,為了環保,大力推廣和發展電動汽車,每輛汽車的用鋼量將成倍增加。
3、鐵路
鐵路的電氣化對銅和銅合金的需要量很大。每公里的架空導線需用2噸以上的異型銅線。為了提高它的強度,往往加入少量的銅(約1%)或銀(約of%)。此外,列車上的電機、整流器、以及控制、制動、電氣和信號系統等都要依靠銅和銅合金來工作。
4、飛機
飛機的航行也離不開銅。例如:飛機中的配線、液壓、冷卻和氣動系統需使用銅材,軸承保持器和起落架軸承採用鋁青銅管材,導航儀表應用抗磁鋼合金,眾多儀表中使用破銅彈性元件等等。
5、輕工業
輕工業產品與人民生活密切相關,品種繁多、五花八門。由於銅具有良好綜合性能,到處可以看到它大顯身手的蹤影。現僅舉數例如下:
6、空調器和冷凍機
空調器和冷凍機的控溫作用,主要通過熱交換器銅管的蒸發及冷凝作用來實現。熱交換傳熱管的尺寸和傳熱性能,在很大程度上決定了整個空調機和製冷裝置的效能和小型化。在這些機器上採用的都是高導熱性能的異型銅管。利用鋼的良好加工性能,開發和生產出帶有內槽和高翅片的散熱管,用於製造空調器、冷凍機、化工及余熱口收等裝置中的熱交換器,可使新型熱交換器的總熱傳導系數提高到用普通管的2~3倍,和用普通低翅片管的1.2~1.3倍,己在國內使用,可節省40%的銅,並使熱交換器體積縮小1/3以上。
7、鍾表
生產的鍾表,計時器和有鍾表機構的裝置,其中大部分的工作部件都用""鍾表黃銅""製造。合金中含1.5-2%的鉛,有良好加工性能,適合於大規模生產。例如,齒輪由長的擠壓黃銅棒切出,平輪由相應厚度的帶材沖出,用黃銅或其它銅合金製作摟刻的鍾表面以及螺絲和接頭等等。大量便宜的手錶用炮銅(錫鋅青銅)製造,或鍍以鎳銀(白銅)。一些著名的大鍾都用鋼和銅合金製作。英國""大笨鍾""的時針用的是實心炮銅桿,分針用的是14英尺長的銅管。
一個現代化的鍾表廠,以銅合金為主要材料,用壓力機和精確的模具加工,每天可以生產一萬到三萬只鍾表,費用很低。
8、造紙
在當前信息萬變的社會里,紙張消費量很大。紙張表面看來簡單,但是造紙工藝卻很復雜,需要通過許多步驟,應用很多機器,包括冷卻器、蒸發器、打漿器、造紙機等等。其中許多部件,如:各種熱交換管、輥輪、打擊棒、半液體泵和絲網等,大部分都用鋼合金製作。
例如,採用的長網造紙機,它要將制好的紙漿噴到快速運動的具有細小網孔(40~60目)的網布上。網布由黃銅和磷青銅絲編織而成,它的寬度很大,一般在20英尺(6米)以上,要求保持完全平直。網布在一系列小的黃銅或銅輥子上運動,當帶著噴附其上的紙漿通過時,濕氣從下面空吸出去。網子同時振動以使紙漿中的小纖維粘結在一起。大型造紙機的網布尺寸很大,可以達到寬26英尺8英寸(8.l米)和長100英尺(30.5米)。濕紙漿不但含水,而且含有造紙過程中使用的化學葯劑,腐蝕性很強。為了保證紙張質量,對網布材料要求很嚴,不但要有高的強度和彈性;而且要抗紙漿腐蝕,銅合金完全可以勝任。
9、印刷
印刷中用銅版進行照相製版。表面拋光的銅版用感光乳膠敏化後,在它上面照相成像。感光後的銅版需加熱使膠硬化。為避免受熱軟化,銅中往往含有少量的銀或砷,以提高軟化溫度。然後,對版子進行腐蝕,形成分布著凹凸點子圖形的印刷表面。
在自動排字機上,要通過黃銅字型塊的編排,來製造版型,這是銅在印刷中的另一個重要用途。字型塊通常用的是含鉛黃銅,有時也用銅或青銅。
10、醫葯
制葯工業中,各類蒸、煮、真空裝置等都用純銅製作。在醫療器械中則廣泛使用鋅白銅。銅合金還是眼鏡架的常用材料等。
三、建築業
由於r銅水管具有美觀耐用、安裝方便、安全防火、衛生保健等諸多優點,使它與鍍鋅鋼管和塑料管相比存在明顯優越的價格性能比。在住宅和公用建築中,用於供水、供熱、供氣以及防火噴淋系統,日益受到人們的青睞,成為當前的首選材料。在發達國家中,銅制供水系統己占很大比重。美國紐約號稱世界第六高樓的曼哈頓大廈,其中僅供水系統一項,就用去銅管6萬英尺(l公里)。在歐洲,飲水用鋼管消耗量很大。英國的飲水用銅管消耗量平均每人每年1.6公斤,日本為0.2公斤。由於鍍鋅鋼管容易銹蝕,許多國家己明令禁用。香港早於1996年1月起禁止使用,上海也於1998年5月起實行。我國在房屋建設中推廣使用銅管道系統,勢在必行。
四、航天
最近發現了一些臨界溫度更高的材料,稱為""高溫超導材料"",它們大多是復合氧化物。較早發現和比較著名的一種是含鉛的銅基氧化物(YB2Cu3O7),臨界溫度為90K,可以在液氮溫度下工作。但還沒有獲得臨界溫度在室溫附近的材料;而且這些材料難於做成大塊物體,它們能通過可保持超導性的電流密度也不夠高。因此,還未能在強電的場合下應用,有待進一步研究開發。
航天技術、火箭、衛星和太空梭中,除了微電子控制系統和儀器、儀表設備以外,許多關鍵性的部件也要用到銅和銅合金。例如:火箭發動機的燃燒室和推力室的內村,可以利用鋼的優良導熱性來進行冷卻,以保持溫度在允許的范圍內。亞里安那5號火箭的燃燒室內襯,用的是銅一銀一結合金,在這個內襯內加工出360個冷卻通道,火箭發射時通入液態氫進行冷卻。
此外,銅合金也是衛星結構中承載構件用的標准材料。衛星上的太陽翼板通常是由銅與其它幾個元素的合金製成的。銅合金屬於金屬材料。
⑧ 鑄造鋁合金的應用主要有哪些,具體是什麼
鑄造鋁合金是以熔融金屬充填鑄型,獲得各種形狀零件毛坯的鋁合金。具有低密度,比強度較高,抗蝕性和鑄造工藝性好,受零件結構設計限制小等優點。分為Al-Si和Al-Si-Mg-Cu為基的中等強度合金;Al-Cu為基的高強度合金;Al-Mg為基的耐蝕合金;Al-Re為基的熱強合金。大多數需要進行熱處理以達到強化合金、消除鑄件內應力、穩定組織和零件尺寸等目的。用於製造梁、燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進氣唇口和發動機的機匣等。還用於製造汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞,儀器儀表的殼體和增壓器泵體等零件。
鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能,可以製成形狀復雜的零件;不需要龐大的附加設備;具有節約金屬、降低成本、減少工時等優點,在航空工業和民用工業得到廣泛應用。用於製造梁、燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進氣唇口和發動機的機匣等。還用於製造汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞,儀器儀表的殼體和增壓器泵體等零件。
⑨ 機械零件的材料有啥應用
作為一個機械設計人員,在選材時必須了解工業發展趨勢,按國家標准,結合我國資源和生產條件,從實際出發全面考慮材料及其選擇機械製造中最常用的材料是鋼和鑄鐵,其次是有色金屬合金。非金屬材料如塑料、橡膠等,在機械製造中也具有獨特的使用價值。鑄鐵鑄鐵和鋼都是鐵碳合金,它們的區別主要在於含碳量的不同。含碳量小於2%的鐵碳合金稱為鋼,含碳量大於2%的稱為鑄鐵。鑄鐵具有適當的易熔性,良好的液態流動性,因而可鑄成形狀復雜的零件。此外,它的減震性、耐磨性、切削性(指灰鑄鐵)均較好且成本低廉,因此在機械製造中應用甚廣。常用的鑄鐵有:灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。其中灰鑄鐵和球墨鑄鐵是脆性材料,不能進行輾壓和鍛造。在上述鑄鐵中,以灰鑄鐵應用最廣,球墨鑄鐵次之。
與鑄鐵相比,鋼具有高的強度、韌性和塑性,並可用熱處理方法改善其力學性能和加工性能。鋼制零件的毛坯可用鍛造、沖壓、焊接或鑄造等方法取得,因此其應用極為廣泛。按照用途,鋼可分為結構鋼、工具鋼和特殊鋼。結構鋼用於製造各種機械零件和工程結構的構件;工具鋼主要用於製造各種刃具、模具和量具;特殊鋼(如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼等)用於製造在特殊環境下工作的零件。按照化學成分,鋼又可分為碳素鋼和合金鋼。碳素鋼的性質主要取決於含碳量,含碳量越高則鋼的強度越高,但塑性越低。為了改善鋼的性能,特意加入了一些合金元素的鋼稱為合金鋼。
